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NANOTECNOLOGÍAMegarevolución Industrial del Siglo XXI
• Generalidades: Realidades y Expectativas• Inversiones: Gubernamentales y Privadas• Aplicaciones• Capacidades de I&D en México• Oportunidades de Empleo• Implicaciones Ambientales
México, D. F., 12 abril de 2008
Feria de Posgrados del CONACyT
Dr. Jesús González Hernández
HISTORIA, PRESENTE Y FUTURO
• Edad de Piedra (¿? – 6000 AC)Piedra, Herramientas diversas de piedra y maderaPedernal Fuego controlado Alfarería (cerámica)
• Edad del Bronce ( 6000 AC – 1500 AC)Bronce = Cu + Sn, pero también Au, Ag, Pb Civilizaciones
Griega y Egipcia, …
… ¿y el hierro?Fe muy abundante en la corteza terrestre y de fácil acceso, pero:
Cobre Tf = 1083°C y Fe Tf = 1537°CSiglo XVIII
• Edad del SilícioTransistorsiglo XX
• Edad de los Nanomaterialessiglo XXI - ?
Nanotecnología (1nm es una millonésima de 1 mm)
“áto
mo”
, en
japo
nés,
escr
ito c
on á
tom
os
Se refiere a la síntesis, estudio y aplicación de objetos de tamaño
nanométrico (TAMAÑO)
El término cubre objetos con al menos una dimensión manométrica (FORMA)
La reducción dimensional debe además proveer propiedades físicas, químicas y/o
biológicas no observables a mayores dimensiones (PROPIEDAD)
ESCALAS: HORMIGAS Y ÁTOMOS
110 átomos H
~ 2.5Diámetro DNA
10Membrana celular
40Luz extremo UV
90Virus HIV
400-700Luz visible (λ)
1,000-10,000Bacteria
0.3Molécula de agua
80,000Cabello humano (diámetro)
1 millónHormigaTAMAÑO EN nmOBJETO
EL TAMAÑO SÍ IMPORTA
Micrografía TEM: Multicapa AlN/TiN
(período = 20nm)Dureza vs período
Recubrimiento Duro Nanoestructurado
FULLERENO
C60
NANOTUBOS DE CARBONO
DIAMANTE
GRAFITO
NANOTUBO DE CARBONO
Mapeo elemental, mostrando la presencia de Fe y CMicrografía TEM
Nanotubos llenos de Hierro (magnéticos) obtenidos por la pirólisis de ferroceno
Potencial Aplicación en Grabado Magnético de Alta Densidad
Cortecia de H. and M. Terrones
Nanotubos llenos de HierroDiscos duros
magnéticos de alta capacidad
(1000 Gigabits/cm2)
Nanotubos llenos de Hierro producidos por métodos pirolíticos
Cortecia: H. Terrones
Nanotubos de una capa y Aplicaciones
Nanotubos de una capa producidos por el arco
eléctrico
Pantalla de TV utilizando Nanotubos(50,000 Mp)
Vista transversal de un nanotubo
de una capa
Unión de Nanoatubos: X y Y
M. Terrones, F. Banhart, N. Grobert, J. C. Charlier, H. Terrones, P.M. Ajayan.
Physical Review Letters 89, 07505 (2002)
Unión mediante un haz de electrones
NANOARQUITECTURANanoestructuras en 3D
Fibras Textiles Super Resistentes de Nanotubos de Carbón y su utilización en protección antibalística
KevlarDyneemaSpectraZylon
Fibras de CNT
Número de capas 30 18 6
Resistencia de la fibra en GPa
Acero= 0.65 -1 8.15 – 8.37 11.41
SWNT=13–53Armchair=
126.2MWNT=150
Peso del chaleco 2.5 Kg 2.1 Kg 1.7 Kg
Peso del material protector
1.0 Kg 0.6 Kg 0.2 Kg
Costo de producción estimado
150 – 200 USD
180 – 300 USD 400 – 500 USD
Precio de venta 500 - 700 USD
650 - 1100 USD
1200 – 1500 USD
Utilidad por chaleco
350 – 500 USD
470 – 800 USD
800 – 1000 USD
50 μm
Ámbito Internacional
Costos Comparativos de Productos Nanofabricados vs Convencionales
ZnO NanométricoIntroducción
Propiedades Ópticas de Nanopartículas(forma y tamaño)
Introducción
Plata NanométricaAgente Inmunológico
Estafilococo
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
Tiempo de Exposición (hr)
ln (V
ar B
act.)
nc-Ag Nitrato de Ag
Sulfadiazina Control
Incremento en átomossuperficiales de 105, aldisminuir la partícula de 1 micra a 100 nm
Ag+ elementoactivo
Efecto de la nc-AgRuptura de membrana y escape aparente de
material citoplásmico
Ejemplos
Propiedades microbicidas
Usos: – Productos para el cuidado
personal, pasta dental, prevención de infecciones, acné, pie de atleta.
– Productos para la desinfección de telas, plásticos y otras fibras.
Mercado– 28 millones de dólares en
2005 con crecimiento anual proyectado de 48%.
Número de veces que se incrementa el precio de la plata con el aumento del área superficial de las
partículas
05
10152025303540
0.9m2/g 1m2/g 1.15m2/g 3m2/g 40m2/g
Área superficial en m2/g
Núm
ero
de v
eces
que
se
incr
emen
ta e
l pre
cio
de la
pla
ta
Nanopartículas de Plata
Costo de la plata = $0.41/gr USA
Costos Comparativos de Productos Nanofabricados vs Convencionales
Ámbito Internacional
Fabricación de MaterialesNanométricos
Nanofabricación
Generar a partir de macroestructurasMétodo Top-Down
Método Bottom-upEnsamble a partir de átomos o moléculas
http://wwwrsphysse.anu.edu.au/nanotube/ballmilling.php
13 0.42:(100%)55 0.83:( 87%)
147 1.24:( 75%) 561 2.06:( 54%)923 2.48:( 48%)
D(nm):(átomos de superficie %)Número de átomos
AuRhPdPt
NANOPARTÍCULAS METÁLICAS:ALEACIONES TERNARIAS
____________
1 nm
TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
NANO-ESTRUCTURALESTUDIO DE LO MUY PEQUEÑO CON EQUIPOS CADA
VEZ MÁS GRANDES
MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE ALTA RESOLUCIÓN
Resolución atómica Nanocristales en silicioen CdTe
ÁTOMOS DIFERENTES, SE VEN DIFERENTES
Estructura perovskitaCaTiO3
Ca
O
Ti
Ámbito InternacionalÁmbito Internacional
• Inversión de los gobiernos a nivel mundial en investigación en Nanotecnología al 2005 4.6 billones de dólares
• Compañías en el mundo haciendo investigación en Nanotecnología durante el 2007: 2,500
• Número de investigadores a nivel mundial dedicados a la nanotecnología al 2005: 25,000
• Mercado Global para productos que involucran Nanotecnología al 2015: 1.1 Trillones de dólares
• Gobiernos y empresas privadas alrededor del mundo, destinaron$9.6 billones de dólares (1000 M) en investigación y desarrollo en nanotecnología en el 2005.
DATOS Y CIFRAS
Inversión Gubernamental en Investigación y Desarrollo
FUENTE: Lux Research; Nations Ranking 2007
Estados Unidos, Japón y Alemania, aportan anualmente más del 50% de la inversión total mundial en nanotecnología. 48% corresponde a los gobiernos, el 47% a las empresas y el 5% a capital de riesgo.
Estados Unidos, Japón y Alemania, aportan anualmente más del 50% de la inversión total mundial en nanotecnología. 48% corresponde a los gobiernos, el 47% a las empresas y el 5% a capital de riesgo.
Ámbito Internacional
En relación al PIB, el país que mayor proporción destina a la investigación y desarrollo de la nanotecnología es Corea del Sur (350 por cada millón de dólares del PIB) seguido por Japón, Estados Unidos y la Unión Europea.
La mayor proporción de la inversión en I&D se destina a los sectores académico e industrial; sin embargo las asignaciones de cada país varían de manera importante.
Académico Industrial• Estados Unidos 65% 10%• Alemania 45% 30%• Corea del Sur 20% 60%
Inversión en Relación al PIB
Inversión Gubernamental en Investigación y Desarrollo
Los nanomateriales pueden ser aplicados a la gran mayoría de los productos de los diferentes sectores industriales, sin modificar significativamente procesos y equipos.
Los nanomateriales pueden ser aplicados a la gran mayoría de los productos de los diferentes sectores industriales, sin modificar significativamente procesos y equipos.
Mercado mundial por tipo de producto
Actividad Empresarial
Nano Materiales86%
Nano Herramientas
10%
Nano Dispositivos
4%
Ámbito Internacional
iPod Nano
Goma de mascar de chocolate
Crema facial
CNT Bat
Prendas de vestir
Calcetas a prueba de olores
VidriosFoto/autolimpiables
Aplicaciones automotrices
Raquetas de TenisHead Nano Titanium
Aplicaciones
Miguel Jose Yacaman Research Group
Pt-γ Al2O3 catalyst
CatalizadoresPlantilla anti/olor/bacteria
Purificador de aire NanoBreeze
Actualmente existen en el mercado cerca de 600 productos de uso cotidiano
Fuente: Project on Emerging Nanotechnologies
Detección de células cancerígenas
Introducción
Distribución geográfica de acuerdo al lugar de origen de las empresas de base nanotecnológica
E.U.A. 67%Canadá 4%
Europa 18%
Medio Oriente 1%
Asia 7%Resto del Mundo
3%
Actividad Empresarial
Ámbito Internacional
Distribución geográfica de acuerdo al lugar de operación de las empresas de base nanotecnológica
EUA57%
ALEMANIA10%
REINO UNIDO8%
JAPON4%
CANADA4%
SUIZA3%
RESTO DEL MUNDO14%
Actividad Empresarial
Ámbito Internacional
Campo en el que operan las principales empresas de nanotecnología
Categoría Empresas Líderes
Medicina
iMedd, Flamel, BioSante, Cytimmune, FeRX, Targesome, Nanospectra Biosciences, NanoBio Corp, Engene, Nanosys, Nanosphere, Quantum Dot, Combimatrix, Fluindim
Electrónica e Informática NanoOpto, Nanosys, Nantero, Zettacore, Samsung, Konarka
Ciencia de los Materiales Applied Nanomaterials, Argonide, Lightyear, NanoSonic
Partículas y Catálisis NanoMix, Medis Technologies, NEC, Xoliox, nTera, NanoGram, Konarka
Herramientas Veeco, NanoDevices, Angstro Vision, FEI, Nanometrics, NanoTitan, Vyzx, NanoInnk, Reactive NanoTech, Zyvex
Fuentes de Información Foresight Institute, Nanotechnology Now
Fuente: Moore. 2004 y Garner. 2005
Actividad Empresarial
Ámbito Internacional
País - SCI Nº Artículos País – Patentes No. PatentesEstados Unidos 7512 Estados Unidos 5228
Japón 4431 Japón 926
República Popular China 4417 Alemania 684
Alemania 3099 Canadá 244
Francia 1900 Francia 183
Corea del Sur 1592 Corea del Sur 84
Reino Unido 1520 Holanda 81
Rusia 1293 Reino Unido 78
Italia 1015 Taiwán 77
India 830 Israel 68
España 727 Suiza 56
Taiwán 706 Australia 53
Canadá 690 Suecia 39
Polonia 515 Italia 31Fuente: Journal of Nanoparticle Research 2004
Las patentes relacionadas con la nanotecnología alcanzaron en 2006 un total de 10,105 titulos, de los cuales los Estados Unidos obtuvieron 6,801 con Alemania en segundo sitio con 773.
Las patentes relacionadas con la nanotecnología alcanzaron en 2006 un total de 10,105 titulos, de los cuales los Estados Unidos obtuvieron 6,801 con Alemania en segundo sitio con 773.
GENERACIÓN de CONOCIMIENTO E INNOVACIÓN
Resultados de la Nanotecnología en Países Líderes (2004)
Ámbito Internacional
10% del Total de Títulos
Otorgados por La USPTO
5225(2004)
(Patentes/Artículos)(2003)
EUA (0.72)Canadá (0.35)Japón (0.30)Alemania (0.22)Brasil (0. 2 )México (0.11)
Año
580(2004)
Productividad en México
Comparación de la situación en México con la situación en los países líderes en materia de investigación básica, desarrollos y aplicaciones de la nanotecnología
Estados Unidos publica 39 veces lo que México, China 27, Japón casi 18, Alemania 14 e incluso, Brasil duplica la productividad de México.
Artículos Publicados relacionados con Nanotecnología
Países 2001-2006
EE.UU 39,180
China 27,138
Japón 17,993
Alemania 13,973
Francia 9,919
Corea del Sur 8,172
Inglaterra 6,399
Rusia 6,144
Italia 5,346
India 4,803
Brasil 2,130
México 1,012
Argentina 529
Fuente: ISI Web Knowledge,
Productividad Científica Integrada 2001-2006
Instituciones más prolíficas en nanotecnología 2006
Autores más Prolíficos 2006
Autores Nº Art
ZHANG, Y 190
WANG, J 154
LI, Y 144
LIU, Y 144
WANG, Y 144
WANG, X 129
WANG, L 118
KIM, J 108
ZHANG, J 107
LI, J 106
WANG, H 103
CHEN, Y 101
ZHANG, H 101
ZHANG, L 99
KIM, JH 94
XU, J 94
LI, L 93
LIU, J 90
LEE, JH 86
ZHANG, X 83
Instituciones Nº Art
CHINESE ACAD SCI 1,851
RUSSIAN ACAD SCI 687
TSING HUA UNIV 495
CNRS 485
NATL UNIV SINGAPORE 404
TOHOKU UNIV 395
UNIV SCI & TECHNOL CHINA 372
OSAKA UNIV 353
ZHEJIANG UNIV 353
CNR 325
UNIV TOKYO 324
CSIC 317
INDIAN INST TECHNOL 316
NANJING UNIV 316
MIT 314
UNIV TEXAS 314
SEOUL NATL UNIV 313
SHANGHAI JIAO TONG UNIV 304
UNIV ILLINOIS 295
FUDAN UNIV 283
Ámbito Internacional Instituciones y Autores en Nanotecnología
Solicitudes de Patentes de Países en Desarrollo
Algunos países se produjeron aumentos del 100%, otros como México de solo 10 %
Comparación de la situación en México con la situación en los países líderes en materia de investigación básica, desarrollos y aplicaciones de la nanotecnologíaInnovación en Países en Desarrollo
Intensidad en el uso de recursos humanos y remuneración promedio en relación con las demás actividades económicas
La encuesta realizada en línea por David Forman de Small Times muestra que los empleados en micro y nanotecnología están bien pagados y tienen un alto nivel educativo.
Con base en lo anterior y con datos obtenidos del Departamento del Trabajo Norteamericano, se observa que:
Los salarios de los ingenieros dedicados a la nanotecnología están ubicados en el percentil 86.09%, solamente superados por los ingenieros petroleros y aeroespaciales.
En lo que respecta a los técnicos, éstos se ubican en el percentil 81.91%únicamente superados por los técnicos aeroespaciales.
Salario de un Ingeniero en Nanotecnología
MéxicoMéxico
PANORAMA NACIONAL
• En México hay cerca de 40 grupos de investigación que trabajan independientemente.
• Laboratorio Nacional de Nanotecnología (CIMAV)
• Iniciativa Nacional de Nanotecnología (CIMAV)
• Varias Empresas Realizan I+D
1. CINVESTAV México2. CINVESTAV Mérida3. CINVESTAV Querétaro4. CINVESTAV Saltillo5. CIITEC -IPN6. ESFM -IPN7. IF- UNAM8. IQ- UNAM9. CIE- UNAM10. IIM-UNAM11. CFATA-UNAM12. CCADET- UNAM13. FC- UNAM14. CCMC- UNAM15. IMP 16. ININ17. CENAM18. CIMAV19. CIQA20. CIDESI21. CIATEC22. CICY23. CICESE24. CIAD25. CIATEJ26. CIBNOR
27. CIDETEQ28. CIO29. CIATEQ, A.C.30. COMIMSA31. IPICYT32. BUAP33. UACH34. UACJ35. UANL36. UASLP37. UADY38. UAEH39. UAM-Azcapotzalco40. UAM-Iztapalapa41. UDG42. UG43. UNISON44. UMSNH45. UV/MICRONA46. ITC47. ITS48. ITH49. ITQ50. UDEM51. UDLA52. UAMS53. UTM54. UPChiapas55. UAZ56. ITZ
México
56 Instituciones 8 - UNAM 6-IPN 14- Sistema
CONACYT2- Instituciones de
Investigación Sectorizadas26- Otras
Instituciones
1
23
4
5 6 78 9
14
12 13
11
10 15
16
17
18
19
2021
22
23
24
25
26
2728 29
30
31
32
33
34
35
36
3738
39 40
4142
43
46
4544
47
48
49
50
515253
54
55
56
Sector AcadémicoInventario de Capacidades Académicas
449 Investigadores Identificados
127
76129
81
36
IPNUNAMSistema CONACYTInstituciones de Investigación SectorizadasOtras Instituciones
Adicionalmente se identificaron 101 técnicos
Adicionalmente se identificaron 101 técnicos
México
Inventario de Capacidades Académicas
87 programas de posgrado relacionados con la nanotecnología en 27instituciones.
Existe un programa de Doctorado en Nanociencias y Nanotecnologías que imparte el IPICYT en San Luis.
257 alumnos de doctorado y 216 de maestría.
87 programas de posgrado relacionados con la nanotecnología en 27instituciones.
Existe un programa de Doctorado en Nanociencias y Nanotecnologías que imparte el IPICYT en San Luis.
257 alumnos de doctorado y 216 de maestría.
Formación de Recursos Humanos12
4443
Programas de DoctoradoProgramas de MaestríaProgramas de Licenciatura
Institución Programas de Doctorado
UASLP 5
IIM-UNAM 5
UNISON 3
UAM-Iztapalapa 2
IQ- UNAM 2
IPICYT 2
CIMAV 2
CIE-UNAM 2
CIDETEQ 2
UMSNH 1
UG 1
UDG 1
UANL 1
UAMS 1
Institución Programas de Doctorado
ITZ 1
IMP 1
IF- UNAM 1
ESFM -IPN 1
CIQA 1
CINVESTAV-Saltillo 1
CINVESTAV-Querétaro 1
CINVESTAV-México 1
CIITEC- IPN 1
CIDESI 1
CICY 1
CIBNOR 1
CIAD 1
Institución Programas de Maestría
IIM-UNAM 5
UNISON 5
UASLP 4
CINVESTAV-Saltillo 2
ESFM -IPN 2
IQ- UNAM 2
CIE-UNAM 2
CIMAV 2
CIDETEQ 2
UACH 2
CINVESTAV-Querétaro 1
CIITEC- IPN 1
IF- UNAM 1
IMP 1
Institución Programas de Maestría
CIQA 1
CIDESI 1
CICY 1
CIAD 1
CIBNOR 1
UACJ 1
UANL 1
UAM-Iztapalapa 1
UDG 1
UG 1
UMSNH 1
UDEM 1
México
Inventario de Capacidades Académicas
Entrevista a empresas del sector industrial mexicano
Se seleccionaron 141 empresas, de las cuales al 3 de diciembre respondieron 94
Selección basada en las 500 empresas en México de la revista Expansión, entre las que se consideraron las empresas manufactureras más relevantes en el país y se completó con empresas más pequeñas, pero representativas de algunos sectores industriales.
El cuestionarioInformación sobre grado de conocimiento de nanotecnología, capacidades, procesos y/o productos, proyectos potenciales, interés de colaborar con el sector académico, etc.
México
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
Pinturas y recubrimientos (5)
Grupo Comex
Scanpaint
Pinturas del Bajío SA de CV
Adhler de México SA de CV
Grupo Protexa
Productos Cerámicos (4)
Sanitarios Lamosa
Internacional de Cerámica SA de CV
Vitromex de Norteamérica
Cesantoni SA de CV
Cementos (2)
CEMEX
Cementos Chihuahua
Acero (5)
Ternium
Metalsa
Frisa Forjados
ThysennKrupp Mexinox SA de CV
Altos Hornos de México SA de CV
Materiales Eléctricos (7)
Viakable
Magnekon SA de CV
Prolec GE
Servicios Condumex SA de CV
Transformadores y Tecnología
LAPEM CFE
Antiestática de México
Plásticos-Calzado (13)
Plásticos Rex SA de CV
Policyd SA de CV
Indelpro SA de CV
Polímeros Nacionales SA de CV
Manufacturera de Calzado San Rafael SA de CV
Calzado Gala SA de CV
Transformadora PC SA de CV
Ortofuturo
Calzado Velmar SA de CV
Manufacturera de Calzado VEVA SA de CV
Comando SA de CV
Centro de Innovación Tecnológica de Calzado Especializado
Lyon Technologies de México SA de CV
Electrónica (17)
IDZ (RFID México)
Siemens VDO
Delphi de México
Controles de presión de Cd Juárez SA de CV
Honeywell aerospace
Plamex SA de CV
Soluciones Tecnológicas (software)
ASCI (software)
Nacional Semiconductor Corporation
Mexikor SA de CV
Advanced Technology Research
Cadena Productiva de la Electrónica AC
Sony de Tijuana Este
Kemet de México SA de CV
Freescale Semiconductor México
Sanmina SCI
SMK Electrónica
Textiles y Fibras (2)
Kaltex Fibers SA de CV
les en el Sector Industrial
3M México
Empresas Encuestadas por SegmentoActividades Actuales y Potencia
México
Vidrio (2)
Vitro Corporativo SA de CV
Owens Corning
Aluminio y Metales y equipo (11)
Nemak
Ficosa North America
Electrolux Home Products
Chrysler de México SA de CV
Centro de I&D Carso
Douglas Furniture Mexicana S de RL de CV
Centro de Ingeniería Avanzada en Turbomáquinas
SENIOR AEROSPACE KETEMA
Competitive Global de México
Whirpool México SA de CV
Mabe SA de CV
Alimentos (4)
Grupo Bimbo
Ragasa Industrias SA de CV
Sigma Alimentos
Qualtia Alimentos
Química (9)
Grupo Desc CID Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Grupo Idesa
Grupo Cydsa
Dynasol Elastomeros SA de CV
Servicios Industriales Peñoles
Industrias Promi de Occidente SA de CV
Nanosoluciones SA de CV
Innovak Global
Soldier de México SA de CV
Productos de cuidado personal (1)
Key Soluciones de Limpieza
Catalizadores (1)
PEMEX Refinación
Aplicaciones médicas (5)
INFARVET Sección Veterinaria de CANIFARMA
Revetmex SA de CV
Laboratorios Veterinarios LAVET SA de CV
Boehringer Ingelheim Vetmedica S.A. de C.V.
Grimann
Biotecnología (3)
Grupo Bioquímico Mexicano
Coyotefoods Biopolymer and Biotechnology SRLMI
Palaum Bioquim SA de CV
Tratamiento de agua (1)
Instituto del agua de Nuevo León
Empresas Encuestadas por Segmento
Materiales y Soluciones de empaque (2)
Bemis Flexible Packaging de México SA de CV
Aluprint SA de CV
México
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
Estado Nº Empresas
Nuevo León 21
Jalisco 14
Guanajuato 11
Coahuila 8
D.F 7
Estado de México 7
Chihuahua 6
Baja California 4
Querétaro 4
Tamaulipas 4
San Luis Potosi 3
Zacatecas 2
Hidalgo 1
Sinaloa 1
Veracruz 1
México
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
Distribución Geográfica de las Empresas Encuestadas
Micro Pequeña Mediana Grande
4%
12%
20%
64%94 empresas94 empresas
Micro (0-10)
Pequeña (11-50)
Mediana (51-250)
Grande ( +250)
Número de empleados:
Tamaño de las empresas
México
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
Nivel de conocimiento sobre nanotecnología de las EmpresasNivel de conocimiento y aplicaciones de la nanotecnología:
9% no conocen el tema50% tienen conocimiento incipiente30% tiene un conocimiento medio
8% tiene un amplio conocimiento3% tiene un muy amplio conocimiento
Fuente de donde han obtenido información:29% en revistas15% en congresos12% en seminarios26% por contacto con expertos18% otro
En equipamiento de laboratorios y plantas piloto:
76% de las empresas no cuentan o cuentan con laboratorios muy poco equipados para el desarrollo de proyectos de nanotecnología.
83% de las empresas no tienen o están poco equipadas con plantas piloto para el desarrollo de proyectos de nanotecnología
18% esta moderadamente equipado o equipado con laboratorios para el desarrollo de proyectos de nanotecnología
10% moderadamente equipado y equipado con plantas piloto para el desarrollo de proyectos de nanotecnología
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
México
Principales aplicaciones de la nanotecnologíaAtributos clave, Importancia y Mejora Deseada
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
México
Atributos clave, Importancia y Mejora Deseada (Cont..) Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
México
Planes y proyectos en nanotecnología en la empresaEstado de los proyectos en nanotecnología en las empresas:
No existen: 42%Se está estudiando el tema: 27%Se está en fase inicial: 11%Ya existen proyectos: 20%
Nivel de importancia en la empresa sobre el tema de la nanotecnología:Muy importante: 21%.Importante: 42%Poco importante: 27%No es importante: 10%
Estado de involucramiento en proyectos de nanotecnología:Aún no se tienen proyectos: 40%Se tiene a nivel de idea de la dirección o gerencia: 11%En fase de estudio de la tecnología: 25%En un portafolio de proyectos: 11%En colaboración con Centros: 7%Es una licencia: 1%
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
México
Proyectos con Centros de Investigación y Nivel de Avance
Respecto a los proyectos que se desarrollan en el extranjero se observa lo siguiente:
En Estados Unidos hay doce proyectos, desde la conceptualización hasta el prelanzamientoEn Europa es el lugar con el mayor número de proyectos con catorce desde la conceptualización hasta el prelanzamiento.Mientras en Asia hay dos proyectos.
Actividades Actuales y Potenciales en el Sector Industrial
México
MéxicoInsumos requeridos por las empresas
Análisis Comparativo de México con el Mundo
Análisis Comparativo de México con el Mundo
Estados Unidos publica 39 veces lo que México, China 27, Japón casi 18, Alemania 14 e incluso, Brasil duplica la productividad de México.
Artículos Publicados relacionados con Nanotecnología
Países 2001-2006
EE.UU 39,180
China 27,138
Japón 17,993
Alemania 13,973
Francia 9,919
Corea del Sur 8,172
Inglaterra 6,399
Rusia 6,144
Italia 5,346
India 4,803
Brasil 2,130
México 1,012
Argentina 529
Fuente: ISI Web Knowledge
InvestigadoresEUA tiene 1,260 milesMéxico tiene 35 mil
Brasil 117 milArgentina 39 mil
Análisis Comparativo de México con el Mundo
9,73320.4%
7,91716.6%
3,9968.4%
3,1376.6% 2,262
4.7%2,2564.7% 1,510
3.2% 1,4283.0%
1,3002.7%
1,2422.6% 244
0.5%
13,04427.3%
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Publicación de Artículos de Nanotecnología (2006)Participación por País
Nota:Total Artículos Publicados: 38,885. Total Participaciones: 47, 825 (Fuente: Science Direct)
Análisis Comparativo de México con el Mundo
Publicación de Artículos de Nanotecnología (2006)Participación por Institución
La UNAM aparece en el lugar 201 La UNAM aparece en el lugar 201
Nota: Total Artículos Publicados: 38,885. Total Participaciones: 47, 825 Fuente: Science Direct
Análisis Comparativo de México con el Mundo
1793
641
483 479401 369 360 344 328 314
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Solicitudes y Patentes de Nanotecnología en México
Títulos de patentes (por tema)otorgados en Méxicohasta octubre 2007, por empresas ubicadas en el país.
No se detectaron títulos (sí registros) por empresas o instituciones mexicanas.
Títulos de patentes (por tema)otorgados en Méxicohasta octubre 2007, por empresas ubicadas en el país.
No se detectaron títulos (sí registros) por empresas o instituciones mexicanas.
Análisis Comparativo de México con el Mundo
Tema Número de patentes
Otros Campos 758
Nanopartícula 139
Nanotubo 100
Nanocristal 38
Nanométrico 35
Nanoestructura 28
Nanoescala 11
Nanoporo 11
Nanomaterial 4
Nanomaterial 4
Nanocápsulas 4
Fullerenos 4
Nanotecnología 2
Nanoalambre 2
Nanoelectrónico 1
Nanocapa 1
Total 1,142
Estrategias y Nichos de Oportunidad
Estrategias y Nichos de Oportunidad
Plataformas tecnológicas a partir de 7 Competencias Clave identificadas para México
1. Nanopartículas:1. Sol Gel2. Métodos Físicos (Molienda)3. Alta temperatura
2. Nanoestructuras Inorgánicas:4. Vía Húmeda/Sol Gel5. Métodos Físicos (SPS)
3. Nanoestructuras Poliméricas:6. Compositos/Composites7. Síntesis
4. Simulación Computacional:8. Métodos Multiescalas
5. Nanobiotecnología:9. Microemulsión/Sol Gel
10. Condensación de Vapor6. Nanometrología:11. Creación de patrones de medición
7. Procesos y equipos:12. Diseño de procesos y equipo para síntesis
Estrategias y Nichos de OportunidadNichos de Oportunidad
Estrategias y Nichos de Oportunidadva
lor a
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($/k
g)Patentes R
egistradas 70% 25%
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Aparatos semiconductores
Cristales líquidos
FibraÓptica
ComposicionesFarmacéuticas
Películasdelgadas
Láserbeams
Sustratos SemiconductoresCapas aislantes
Productos/mercados de alta tecnología
Productos/mercados de media-alta tecnología
Productos/mercados de media-baja tecnología
Sistemasópticos
Ácidos nucleicos
Displays
Sistemasde imagen
Fuentes de luz
Capasdieléctricos
Óxidosmetálicos
Solucionesacuosas
Catálisis
Composición resinas
Materiales dieléctricos
Índicesrefractivos Fibras
Textiles
Purificación Agua-aire
Materialescemento
MaterialesVidrio
Polímeros empaque
Acero
Elastómerostermoplásticos
Alimenticia
Cuidadopersonal
Inhibidoresproteasa
Tratamientoagua
Biotecnología
Mapa de Valor de Productos Nanotecnológicos
Complejidad científico/tecnológica
APLICACIONES ACTUALES
La fotografía de la izquierda (la barra de escala mide 50 μm) es una foto al MEB de fibras de poliéster recubiertas de material funcional.
La figura de la derecha representa una ampliación al dominio nanométrico del recubrimiento de una fibra. La tela resultante permite
la transpiración, pero es resistente a ser manchada.
http://www.nano-tex.com/
NANORECUBRIMIENTO DE FIBRAS DE POLIESTER
Propaganda en Internet
de la compañía
“Lee”
Prendas de vestir• Textiles Nano-Tex tiene una lisat de
productos mejroados con nanotecnología a través de la modificación se sus fibras que ayudan a repeler líquidos y manchas, controolan temperatura, el dan a las prendas el planchado permanente, conservación de color, sin afectar la calidad de la textura del producto
• La empresa Nanotex tiene la intención de lanzar nuevos productos utilizando la misma tecnología pero con otras variedades del algodón, poliéster, rayón.
iPod Nano
• Diminutos Chips
• Dentro del iPod Nano hay chips de memoria de Samsung y Toshiba. Sams el mayor productor en el mundo de chips de memoria NAND y DRAM, utiliza semiconductores con precisión de menos de 100 nanometros. Esta precisión, en parte es lo que habilita la memoria flash NAND del iPod
Aceite de canola
• Una versión más saludable de aceite de canola ha sido creada por NutraLease, una nueva empresa israelí, usando cápsulas de 30 nanómetros, las cuales debido a su pequeño tamaño pueden filtrarsea través de los tejidos para una mejor distribución de los nutrientes.
• Otra compañía israelí, Shemen Industries, está usando el proceso para producir Canola Active, una marca de aceite de cocina adicionado con fitosteroles (esterol vegetal) que inhibe la absorción de colesterol en al sangre y disminuye el riesgo de una enfermedad de corazón.
• Las estructuras nanométricas de NutraLease, forman un transporte líquido que mejora la absorción de fitoquímicos y reduce los niveles de colesteron LDL en más del 14%
Goma de mascar de chocolate
• O'Lala Alimentos. Goma de mascar Choco'la
• La Cocoa nunca ha sido compatible con los polímeros que le dan la elasticidad a la goma de mascar.
• Las grasas encontradas en el chocolate causan que la goma de mascar se separe.
• La solución de O'Lala es incorporar cristales nanométricos, modificando la morfología de la superficie y dandole a la goma una textura cremosa y un sabor a chocolate.
• La goma de mascar Choco'la esta disponible comercialmente en los supermercados suburbanos al norte de Chicago en las tiendas de chocolates y en la págian web de la compañía. Un paquete de 12 piezas tiee un valor de $1.25 dólares.
Crema facial
• Crema facial Zelens Fullerene C-60
• La crema de uso diario Zelen Fullerene C-60 cómo su nombre lo indica, incorpora Fullerene ( nano-estructura compuesta de 60 átomos de carbono) con características extraordinarias, especialmente como superconductor y antioxidante.
• Zelens asegura que su crema de reciente lanzamiento es la primera en aprovechar el poder del fullerene C60.
• El precio del producto es de $250 dólares y se comercializa actualmente en el Reino Unido.
• Las empresas Easton Sports y Zyvex se unieron para crear el CNT Bat. CNT proviene de Carbon NanotubeTechnology
• Los espacios entre las fibras de los batsordinarios contienen solamente resina, lo cual origina que con el uso se debiliten.
• La solución de Easton fue el dispersar el material de Zyvex en la base de resina.
• El resultado es un bat que tiene mejor desempeño, flexibilidad, absorción de energía y en general mejor resistencia mecánica.
• El precio de este producto es superior a los $175 dólares.
CNT Bat
Calcetas a prueba de olores
La empresa ARC Outdoors, Calcetas-ArcticShield
• Otra aplicación de la nanotecnología en la industria textil.
• Incorporaron 19 nanómetros de partículas de plata entre las fibras.
• Son ampliamente conocidas sus propiedades anti-microbiales, la plata se ha utilizado anteriormente contra el olor y hongos en las calcetas.
• Pero el material nunca se adhirió bien con polímeros, por lo que había la necesidad de ser aplicado en spray o tejido directamente en la tela como un incómodo hilo de metal.
• NanoHorizons desarrolló un proceso patentado que solucionó ese problema de compatibilidad entre el polímero y la plata.
• Ahora se vende como el compuesto poliéster master E47, el cual ayuda a hacer calcetas de fibra sintética confortables con una resistencia permanente a los olores y hongos.
Pintura NanoGuard y vidrios Pilkington Activ
• La emrpesa de pinturas para cocinas y baños Behr, incorporó nanotecnología en sus procesos.
• Aditivos de tamaño nanométrico dan mayor densidad al látex acrílico base agua. Al secarse el aditivo, se forma una película mas durable y resistente al agua, hongos, manchas y grasa.
• Cubierto con unas docenas de nanómetros de película fotoactiva, los vidrios PilkingtonActiv se autolimpian efectivamente mientras la radiación natural de la luz solar reacciona químicamente con los depósitos de suciedad orgánica en al superficie.
• Cuando llueve o le cae agua, la película hidrofóbica hace que las gotas de agua y polvo se esparzan en la superficie.
• Estos productos están disponibles en HomeDepot y otras tiendas.
Aplicaciones automotrices
Catalizadores y nano
membranas en celdas de
combustible
Cerámicos para mejorar
los catalizadores y
reducir emisiones
Películas delgadas con propiedades hidrofóbicas para
aplicación en vidrios
Sensores de oxigeno,
temperatura presión, campo
magnético,aceleración
Tableros de alta
luminosidad
Nano polvos y recubrimientos
para pintura
Nano tubos de carbón para
aligerar estructuras
Nano arcillas y polímeros para
mejorar los neumáticos
Compósitos de polímeros y
nanotubos de carbón para
mejorar
Baterías de carga rápida para carros
híbridos
ENCAPSULADO DE MEDICINAS
Physical Review Letters, Dec 18. 2000
A single gadolinium atom encapsulated in a gadolinium fullerene, encapsulated in a single-wall carbon nanotube
Celda Solar
Conclusiones• Nanotecnología la megatendencia tecnológica del siglo
• Las inversiones gubernamentales internacionales se han incrementado exponencialmente en los últimos años hasta alcanzar 10,000 millones US$ en 2006 (mercado mundial de automóviles en 2006 fue 100,000 millones de US$).
• El mercado potencial de productos nanotecnológicos se estima en 1 trillón de US$ para el 2015
• Los países asiáticos están jugando un papel preponderante en C&T
• Si bien actualmente México no aparece en el mapa mundial de la nanotecnología, el país cuenta con capacidades básicas para incorporarse con ventajas a esta megatendencia
• Para el 2015 se requerirán 2 millones de especialistas
• Cobertura nacional de los grupos de investigación científica•• Existe interés por parte del gobierno y empresas en nanotecnología
(Estados en los que la nanotecnología es considerada como eje de futuro desarrollo, Cluster de nanotecnología de Nuevo León)